常見市政管道溝槽支護(hù)類型及造價(jià)分析

吳雪陽 簡亮

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430010）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目日益劇增。現(xiàn)代化施工在追求高效率的同時(shí)，也越來越注重施工安全及環(huán)境保護(hù)。基于上述考慮，設(shè)計(jì)單位更加強(qiáng)了對埋深較大的管線溝槽支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，雖然管線綜合造價(jià)有所提高，但可保證溝槽開挖的穩(wěn)定性及減少對周邊建、構(gòu)筑物的破壞。

1 管道溝槽支護(hù)類型及適用范圍

溝槽支護(hù)應(yīng)根據(jù)土層地質(zhì)、地下水位、開挖深度、施工作業(yè)面、周邊環(huán)境等情況不同，選用合理方案。常見的支護(hù)形式有擋土板支護(hù)、槽鋼支護(hù)、拉森鋼板樁支護(hù)、掛網(wǎng)噴錨支護(hù)、微型鋼管樁+掛網(wǎng)噴錨復(fù)合支護(hù)、鉆孔灌注樁+冠梁+止水帷幕復(fù)合支護(hù)。

擋土板支護(hù)一般由撐板、豎楞、橫撐組成，材質(zhì)可為木質(zhì)或鋼質(zhì)。一般用于開挖深度≤1.5m、無地下水且地質(zhì)條件較好的基坑，屬于臨時(shí)性擋土結(jié)構(gòu)。

槽鋼支護(hù)由槽鋼及橫撐組成，施工時(shí)一般使用液壓振動(dòng)錘將槽鋼打入土體，再每間隔一定距離設(shè)置一道橫撐以加強(qiáng)剛度及整體性。槽鋼支護(hù)搭接處不嚴(yán)密，不能完全止水，一般用于開挖深度≤3.5m、無地下水的溝槽。

拉森鋼板樁支護(hù)承載力強(qiáng)、自身結(jié)構(gòu)輕，通過鎖口連接組合成連續(xù)緊密的擋土、擋水結(jié)構(gòu)體。由打樁機(jī)直接打入堅(jiān)硬土層，可適應(yīng)多種地質(zhì)情況。同一鋼板樁可重復(fù)回收使用20～30次，大幅降低了材料成本，故廣泛用于排水管網(wǎng)施工。拉森鋼板樁支護(hù)體系由鋼板樁、鋼圍檁、鋼橫撐組成，[1]適用于開挖深度＞3.5m、土質(zhì)為黏土或沙土、有地下水的溝槽。

掛網(wǎng)噴錨支護(hù)是通過在巖土體內(nèi)鉆孔并植入一定長度和分布的錨釘，坡面設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)片，并與錨釘焊接為一體。在表面噴射混凝土，依靠錨釘、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土共同作用來提高邊坡穩(wěn)定性和耐久性。掛網(wǎng)噴錨支護(hù)適用于開挖深度≤3.5m、坡面巖石易風(fēng)化并容易產(chǎn)生墜石滑落危害的溝槽。

微型鋼管樁+樁間掛網(wǎng)噴錨復(fù)合支護(hù)體系由小直徑鋼管樁、鋼圍檁、鋼橫撐、錨釘及鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土層組成。鋼管樁具有承載力高、抗彎剛度大、地層適應(yīng)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能有效控制邊坡位移變形，一般用于永久性支護(hù)。其體積小、操作方便，特別適用于場地狹窄、臨近現(xiàn)狀建筑物、對噪聲控制較高的市區(qū)。可用于中風(fēng)化以上堅(jiān)硬巖石層支護(hù)，開挖溝槽深度可達(dá)15m。

鉆孔灌注樁+冠梁+樁間掛網(wǎng)噴錨+止水帷幕復(fù)合支護(hù)是在溝槽兩側(cè)通間隔一定距離形成灌注樁，樁頂設(shè)置通長冠梁，并每間隔2.5～3m設(shè)置一道水平鋼管支撐，樁間采用掛網(wǎng)噴錨方式加固土體。若地下水位較高，需在灌注樁外側(cè)另加1～2層連續(xù)止水帷幕，隔斷溝槽內(nèi)外水交流。鉆孔灌注樁自身強(qiáng)度高、剛度大，施工振動(dòng)小、噪聲小，對周圍環(huán)境起到重要的保護(hù)性作用。特別適用于地下水位較高、軟弱土層、離周圍建筑物或地下管線較近的現(xiàn)場。

2 管道溝槽支護(hù)施工工藝及常見材料規(guī)格

施工工藝是包括了從接受施工任務(wù)直到交工驗(yàn)收所包括的主要階段的先后次序及工程的實(shí)際要求、規(guī)范。充分了解各支護(hù)方案的施工工藝，是準(zhǔn)確進(jìn)行造價(jià)指標(biāo)測算的前提。

擋土板支護(hù)施工工藝較為簡單，包括撐板、豎楞、橫撐安裝及拆除兩部分。首先將撐板順著坑壁連續(xù)排列，并用鋼筋連接及固定，再將豎楞按照一定間距對撐板進(jìn)行豎向加固。一般用槽鋼作豎楞，鋼管作橫撐，豎楞布置間距為1.5～2.5m，橫撐間距為2.5～3m。[2]

槽鋼支護(hù)施工工藝可分為夯入槽鋼、圍檁及橫撐安拆、槽鋼拔除、空隙回填砂。首先將槽鋼下端制作成扁尖狀利于下沉，利用液壓振動(dòng)錘機(jī)將槽鋼依次打入土體，槽鋼應(yīng)連續(xù)排列，盡量不留縫隙。槽鋼規(guī)格可為[25或[28，單根長度3～6m。沿溝槽兩側(cè)布置通長H型鋼圍檁，并每間隔2.5～3m布置一道鋼管橫撐。管道施工完成后，用液壓振動(dòng)錘機(jī)和反鏟挖掘機(jī)配合將槽鋼拔除，為防止土體坍塌，應(yīng)盡快向空隙中回填砂并壓實(shí)。

拉森鋼板樁支護(hù)施工工藝與槽鋼支護(hù)基本一致，但樁的規(guī)格差別較大。以SP-IV型鋼板樁為例，單米理論重量為76.1kg/m，而槽鋼[28僅31.43kg/m，因此拉森鋼板樁成本要明顯高于槽鋼。拉森鋼板樁定尺長度有6m、9m、12m、15m，可適用于更深的溝槽。另外若遇到局部礫石層或強(qiáng)風(fēng)化巖層，拉森鋼板樁難以下沉?xí)r，可先使用長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行引孔輔助施工。

掛網(wǎng)噴錨支護(hù)一般用于放坡開挖溝槽施工。工藝包括挖土清坡、錨釘孔鉆孔、植入錨釘、漿液制作與注漿、泄水管及反濾層安裝、掛鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土、混凝土養(yǎng)護(hù)。錨釘打入土體長度約1m，可用直徑為16mm鋼筋制作，與表面鋼筋網(wǎng)焊接連成一體，孔內(nèi)灌注水泥砂漿。泄水管材質(zhì)可用PVC管或鋼管，在泄水管端部回填砂礫，并包裹土工布。噴射混凝土按自下而上的順序分層噴射，厚度為80～120mm，待混凝土終凝后灑水養(yǎng)護(hù)7d。[3]

微型鋼管樁+樁間掛網(wǎng)噴錨復(fù)合支護(hù)首先應(yīng)采用螺旋鉆機(jī)進(jìn)行成孔施工，及時(shí)將孔內(nèi)泥漿清除。安裝下放鋼管樁，不同管段需進(jìn)行焊接，安裝注漿管。拌制水泥漿，向管內(nèi)壓入水泥漿直至水泥漿從管外流出。[4]最后，對鋼管樁樁間進(jìn)行掛網(wǎng)噴錨施工，進(jìn)一步加固土體。鋼管樁直徑為d70～d300，防腐做法可采用鍍鋅處理或表面涂環(huán)氧樹脂。鋼管樁尖3m范圍內(nèi)間隔150mm梅花型布設(shè)出漿孔，出漿孔直徑10mm。

鉆孔灌注樁+冠梁+樁間掛網(wǎng)噴錨+止水帷幕復(fù)合支護(hù)先后依次進(jìn)行鉆孔灌注樁施工、冠梁施工、止水帷幕施工、樁間掛網(wǎng)噴錨。鉆孔灌注樁工藝流程為鋼筋籠制作→埋設(shè)鋼護(hù)筒→螺旋鉆孔機(jī)鉆孔→清孔→下放安裝鋼筋籠→安裝注漿管→混凝土拌制→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒。鉆孔灌注樁直徑根據(jù)設(shè)計(jì)不同多在DN600～DN1200間，冠梁寬度與樁徑相同，厚度=寬度-200mm。止水帷幕施工可采用高壓旋噴樁或水泥攪拌樁，其中，高壓旋噴樁施工又分為單重管、雙重管、三重管施工法，工藝包括鉆機(jī)造孔→下噴射管→攪拌制漿→供水供氣→噴射注漿。水泥攪拌樁施工分為單頭、雙頭、三軸施工法，工藝包括正循環(huán)鉆機(jī)鉆進(jìn)和反循環(huán)提鉆并噴水泥漿。

3 管道溝槽支護(hù)綜合單價(jià)分析

影響綜合單價(jià)因素很多，本文將先統(tǒng)一計(jì)價(jià)依據(jù)并假定各項(xiàng)參數(shù)取值，再對各溝槽支護(hù)方式全費(fèi)用綜合單價(jià)進(jìn)行測算。計(jì)價(jià)依據(jù)及參數(shù)取值如下：

1.定額依據(jù)：《湖北省市政工程消耗量定額及全費(fèi)用基價(jià)表》（2018）。

2.材料價(jià)格依據(jù)：《武漢市場價(jià)格信息》（2022年8月）。

3.樁長：6m。

4.土層厚度：土層6m。

5.棄土外運(yùn)條件：運(yùn)距為15km，土方消納費(fèi)單價(jià)30元/m3。

6.混凝土強(qiáng)度等級：鉆孔灌注樁、微型鋼管樁填芯、冠梁混凝土強(qiáng)度等級為C30，噴射混凝土強(qiáng)度等級為C20。

7.各項(xiàng)鋼板樁及支撐規(guī)格：槽鋼支護(hù)采用[28槽鋼，拉森鋼板樁采用SP-IV型，圍檁采用H型鋼300*300*10*15，橫撐采用鋼管φ273。

8.鋼板樁及支撐使用天數(shù)：30天。

9.高壓旋噴樁及水泥攪拌樁水泥摻量：16%。

10.其他各項(xiàng)規(guī)格參數(shù)：微型鋼管樁為φ219*6，鉆孔灌注樁為DN800，高壓旋噴樁及水泥攪拌樁樁徑為DN600，冠梁規(guī)格為800*600，噴射混凝土厚度為100mm。

3.1 溝槽支護(hù)綜合單價(jià)測算

結(jié)合各支護(hù)方案施工工藝及假定參數(shù)，測算各項(xiàng)支護(hù)沿溝槽每延米綜合單價(jià)如表1所示。

從上述測算表中可看出，鋼擋土板支護(hù)最經(jīng)濟(jì)，鉆孔灌注樁支護(hù)造價(jià)最高，最高與最低造價(jià)相差18倍。

3.2 影響溝槽支護(hù)造價(jià)敏感因素分析

經(jīng)篩查，影響鋼擋土板支護(hù)及槽鋼支護(hù)造價(jià)的敏感因素主要為樁及鋼支撐使用天數(shù)，拉森鋼板樁支護(hù)敏感因素除樁及鋼支撐使用天數(shù)外，還有引孔施工。微型鋼管樁支護(hù)主要用于巖層，入巖深度越大施工效率越低，相應(yīng)的造價(jià)也相對更高，因此，入巖深度成為最敏感因素。鉆孔灌注樁支護(hù)多用于軟弱土層，根據(jù)表1不難看出，是否有止水帷幕設(shè)計(jì)以及選用何種方式的止水帷幕，造價(jià)差異較大。在采用同樣的止水帷幕的情況下，影響造價(jià)的敏感因素主要為水泥摻量。將上述變量取為不同值，各項(xiàng)溝槽支護(hù)敏感度分析如表2所示。

表1 溝槽支護(hù)綜合單價(jià)測算表（單位：元/溝槽延米）

表2 溝槽支護(hù)綜合單價(jià)敏感度分析表（單位：元/溝槽延米）

4 結(jié)語

管道溝槽支護(hù)類型多樣，造價(jià)也根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境及設(shè)計(jì)參數(shù)取定的不同而千差萬別。至今，城市基礎(chǔ)配套市政設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)資金很大程度上還來源于政府財(cái)政資金，因地制宜地、合理地進(jìn)行溝槽支護(hù)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。若設(shè)計(jì)過于保守，則可能對財(cái)政資金造成巨大的浪費(fèi)。作為造價(jià)編制人員，更應(yīng)當(dāng)不斷提升專業(yè)素養(yǎng)，在對設(shè)計(jì)圖及現(xiàn)場條件充分分析的前提下，結(jié)合市場定價(jià)合理套用定額進(jìn)行“三算”編制，不盲目高估冒算，使投資保持在可控范圍內(nèi)。